后果简介
联想和合成具有精采光拿获和光引发性能的金属有机骨架（MOFs）用于东说念主工光催化CO2回报，是一项有诱导力但具有挑战性的任务。基于此，吉林大学于吉红院士、刘云凌西席和李激扬西席（共同通信作家）等东说念主报说念了一种新的集合教悔发光（AIE）活性配体四苯基吡嗪（PTTBPC），并初次愚弄它与相识的Zr-oxo簇合营构建了Zr-MOFs光催化剂（定名为Zr-PTTBPC），具有CO2吸惊奇光回报的轮廓功能。Zr-MOF的本性是具有双层互穿框架的scu拓扑结构，其中PTTBPC配体具有很强的光拿获和光引发智力，而Zr-oxo簇故意于CO2的吸惊奇活化，并为进一步的金属改性提供了潜在的位点。在不同的液相要求下，所制备的MOFs具有超高的相识性，对CO2具有较高的吸附智力（273 K和1 atm下73 cm3 g-1）。在420 nm LED照明下，共修饰的Zr/Co-PTTBPC的CO产率为293.2 μmol g h−1，并能保捏至少3次轮回的效能，可与特等的纯卟啉基MOFs、其他MOFs偏激复合材料相比好意思。通过载流子能源学探讨和表面策画，优异的催化性能主要归因于孔隙结构、独有的光活性AIE配体和双金属催化位点之间的内在协同作用。本探讨展示了一种基于AIE配体的新式MOF光催化剂偏激在光催化C1振荡中的应用远景。关系职责以《Metal-Modified Zr-MOFs with AIE Ligands for Boosting CO2 Adsorption and Photoreduction》为题发表在最新一期《Advanced Materials》上。
于吉红，1967年1月配置，1985年考入吉林大学化学系，先后取得学士、硕士、博士学位；1995年博士毕业后留校，先后担任讲师、副西席、西席、博士生导师；1999年取得国度了得后生科学基金资助；2000年取得首届高校后生教师奖；2004年受邀为瑞典斯德哥尔摩大学客座西席；2011年担任国度要点基础探讨发展策画首席科学家；2014年入选国度百千万东说念主才工程；2015年当选为中国科学院院士；2016年当选为发展中国度科学院院士；2017年取得海外隧说念与应用化学联接会化学化工了得女性奖；2021年当选为瑞典皇家科学院外籍院士；2023年4月，任第九届国度当然科学基金委员会副主任。2024年，任北京师范大学校长、党委副文告。
于吉红永远从事无机多孔功能材料的合成与制备化学探讨。曾任英国皇家化学会Chemical Science副主编（2012-2020），2021年起担任好意思国化学会Journal of the American Chemical Society执行主编。主要探讨想法为分子筛纳米孔材料的联想合成偏激在能源、环境和新兴限度的应用。辩别以第一完成东说念主和第二完成东说念主取得国度当然科学二等奖2项，取得海外隧说念与应用化学联接会（IUPAC）化学化工了得女性奖，“宇宙依次教师”荣誉名称等。
图文解读
受网状化学计谋的启发，以2, 3, 5, 6-四（4-羧基苯基）吡嗪（H4TCPP）配体为基础，通过Suzuki偶联插入苯基，合成了推广的具有AIE活性的四苯基吡嗪配体，H4PTTBPC与卟啉配体比较，合成流程更浅近。扫尾H4PTTBPC具有较强的光接管和光引发性能。接受相识性高的Zr-oxo簇与配体配位，在配位流程中通过颐养溶剂来罢休Zr-PTTBPC的结构互渗进程，更有用地吸惊奇激活CO2分子。此外，Zr-PTTBPC通过锚定Zr-氧簇（辩别定名为Zr/Co-PTTBPC和Zr/Ni-PTTBPC）的-OH基团和H2O分子，被Co或Ni金属位点功能化，酿成不饱胀配位。
图1.基于AIE配体的Zr-MOF光催化剂的联想旨趣默示图
Zr-PTTBPC的本性是具有双重互穿骨架的scu拓扑，不同于基于H4TCPP配体的具有sqc拓扑的JLU-MOF-60，其结构属于I4/mmm的四方体系和空间群。H4PTTBPC配体被知道为一个四邻接的平面四边形，而8-邻接的Zr6簇被刻画为一个长方体。[Zr6O4(OH)8(H2O)4]簇具有终局H2O和-OH基团，可看成Co2+和Ni2+离子合成后金属化的活性位点。Zr-PTTBPC不具有经典的纵贯说念构型，迪士尼彩乐园专注彩票而是具有笼状结构的轮流陈列，尺寸为13.2 Å×13.2 Å×17.1 Å。在水和不同的有机溶剂中，Zr-PTTBPC施展出的相识性达到3天。
图2.结构特征
图3. PXRD谱图、CO2吸惊奇解吸等温线
编者按：在人类社会过去150年的工业革命中，能源效率从2%提高到了13%，而这11%能源效率的提升却为人类贡献了86%的经济增长。我们正在经历从化石能源到新能源的转型，并见证了一批有全球竞争力的企业诞生。但能源转型并非一蹴而就，而是“长坡厚雪多曲折”。经过这几年的下行期，光伏主产业链各环节出现亏损甚至跌破现金成本，逆全球化的挑战依然严峻。
图4.相貌与结构表征
在东说念主工CO2回报光催化下，在CO2饱胀CH3CN/H2O溶液中，在420 nm LED灯光照下，跟着反馈时刻的蔓延，CO的生成量权贵增多，且该催化体系内未检测到液体副居品。Zr/Co-PTTBPC反馈12 h后CO的骨子产率最高，达到3518.7 μmol g−1，反馈速度为293.2 μmol g−1，而Zr-PTTBPC和Zr/Ni-PTTBPC的CO产率辩别为6.6 μmol g h−1和34.5 μmol g h−1，了得了金属中心在CO2光回报中的蹙迫作用。同期，Zr/Co-PTTBPC对HER的催化性能最高，氢气产率为5523.4 μmol g−1，速度为460.3 μmol g h−1，是其他两种MOFs的4~10倍。
通过密度泛函表面（DFT）策画发现，Zr/Co-PTTBPC的速度决定才能（RDS）细目为CO解吸（*CO→CO）。扫尾标明，Zr/Co-PTTBPC的RDS为0.66 eV，小于Zr/Ni-PTTBPC（*CO2→*COOH）的0.81 eV。此外，Zr/Co-PTTBPC的*COOH生成能量低于Zr/Ni-PTTBPC，更故意于自愿生成*COOH，诠释Co金属位点的引入不错有用吸附CO2分子，缩小*COOH中间体的能垒，促进了高效的光催化CO2恢回素性。表面策画标明，对比Zr/Ni-PTTBPC，Zr/Co-PTTBPC对CO2的吸惊奇回报更占上风。同期，Zr/Co-PTTBPC比Zr/Ni-PTTBPC施展出更高的电荷分离和振荡智力，使得Zr/Co-PTTBPC成为一种很有出息的CO2回报光催化剂，CO产率达到293.2 μmol g h−1，可与其他MOFs偏激复合材料相比好意思。
图5.催化性能
Metal-Modified Zr-MOFs with AIE Ligands for Boosting CO2 Adsorption and Photoreduction.Adv. Mater., 2025迪士尼彩乐园开发, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202407154.
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